蜂胶的降血糖作用及其分子机制研究进展

摘要：蜂胶具有广泛的生物学活性和保健功能，降血糖作用是其最主要的生物学活性之一。本文综述了蜂胶及蜂胶中主要黄酮类化合物、酚酸类化合物等活性成分的降血糖作用，以及蜂胶的IRS-PI3K通路、PPARs转录因子、AMPK通路和抗氧化等4种可能的降血糖分子机制，旨在为蜂胶生物学活性的研究提供思路，为蜂胶产品的进一步开发提供参考。

关键词：蜂胶；黄酮类化合物；酚酸类化合物；降血糖；分子机制

作者：程晓雨，张江临，胡福良*浙江大学动物科学学院，杭州310058

蜂胶是工蜂采集植物树脂等分泌物与其上颚腺、蜡腺等分泌物混合形成的胶粘性物质!。蜂胶组成复杂，含有丰富的黄酮类、萜烯类、酚酸类等生物活性物质，其化学成分主要取决于胶源植物。随着蜂胶研究的深人，其药理功能被逐步发掘，如抗氧化、抗菌、抗病毒、抗炎、提高免疫力、辅助降血糖、调节血脂、抗肿瘤、保肝护肝、抗辐射等。近年来，蜂胶在食品、医药、畜牧业、日化工业等领域都有广泛应用，已成为近年来蜂产品乃至天然产物研究和开发的热点。

降血糖作用一直被认为是蜂胶最主要的功能之一，近年来世界各国的学者采用不同的方法对蜂胶进行了广泛的研究，发现蜂胶具有良好的降血糖作用。糖尿病不仅发病率高，而且并发症多，可引起心、脑、肾、眼、神经、血管、消化道等全身器官和系统的慢性疾病，死亡率仅次于肿瘤和心血管疾病，已成为目前威胁人类生命的第一大类疾病。然而，目前针对糖尿病的治疗方法并不能达到根治的目的，发病机制也没有完全阐明。近年来，研究者在天然产物资源方面寻求具有降血糖及防治并发症的活性成分取得了很大进展，而蜂胶正是研究的热点之一。本文综述了蜂胶及其几种重要活性成分的降血糖作用，并对其降血糖分子机制进行了探讨，旨在为糖尿病防治提供思路，为蜂胶活性成分的深度开发提供参考。

1、蜂胶的降血糖作用

1.1不同地理来源蜂胶的降血糖作用

不同地理来源的蜂胶因胶源植物不同，其黄酮、酚酸及萜类物质含量差异较大，但总体上均具有良好的降血糖作用。Zhu等研究了中国蜂胶和巴西绿蜂胶对链脲佐菌素(STZ)诱导的1型糖尿病大鼠的影响，结果发现二者均能显著地抑制糖尿病大鼠体重的下降及血糖的升高，同时，大鼠的血液、肝、肾的氧化应激程度得到了不同程度的改善。Mahani等对印尼爪哇和苏威拉西的蜂胶乙醇提取物进行1型糖尿病大鼠降血糖研究，发现蜂胶乙醇提取物的降血糖作用达到标准胰岛素的降血糖效果，且当注射100mg/kg剂量的苏威拉西蜂胶时效果最佳。Muhaimin等研究了印尼蜂胶乙醇提取液对S961肽诱导的糖尿病小鼠T细胞的免疫功能、细胞表面分子以及体内y干扰素产生的影响，发现蜂胶乙醇提取液能有效降低糖尿病小鼠的血糖浓度并抑制糖尿病小鼠效应T细胞表达CD62L分子的数量，促进CD4+CD25+T细胞的分裂以及效应细胞的增殖，抑制了糖尿病小鼠体内y干扰素的产生。此外，Hadi研究发现伊拉克蜂胶对四氧嘧啶诱导的糖尿病兔子有显著的降血糖效果，并能有效改善血液指标。

1.2蜂胶结合其他物质的降血糖作用

研究表明，酸奶及酸奶制品中的乳酸菌对癌症、感染、胃肠道功能紊乱、哮喘有着一定治疗和预防作用。同时，酸奶在对抗血糖的上升及糖尿病并发症方面具有良好作用。Bukhari等"就此研究了酸奶与蜂胶结合对STZ诱导的糖尿病雄性大鼠体内的血糖和血脂的作用，发现酸奶结合蜂胶饲喂可降低血清总胆固醇、甘油三酯LDL、VLDL的含量，升高HDL、LDL-C/HDL-C和HDL-C/TC%水平，且蜂胶含量较高组效果更为显著，表明酸奶与蜂胶结合在降低患心血管疾病风险上有潜在的医疗价值。

铬能促进胰岛素的分泌，且其络合物能提高机体对胰岛素的敏感性，如吡啶甲酸铬、组氨酸铬、烟酸铬、柠檬酸铬等铬的有机络合物对糖脂代谢均具有良好效果。Wu等将三价铬的苹果酸络合物Crg(LMA)，与蜂胶结合饲喂ICR小鼠，两周后测量小鼠的血糖水平、肝糖原水平，以及天冬氨酸转氨酶、谷丙转氨酶和碱性磷酸酶的活性，结果表明Crg(LMA)，与蜂胶结合比二者单用天冬氨酸转氨酶、谷丙转氨酶和碱性磷酸酶的活性具有更显著的效果。

2、几种活性成分的降血糖作用

2.1黄酮类化合物

黄酮类化合物是蜂胶的主要功效成分。蜂胶中的黄酮类化合物主要有黄酮及黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇、异黄酮及二异黄酮、查尔酮及二查尔酮、新黄酮类化合物。

2.1.1白杨素

白杨素具有抗菌、消炎、防止血脑血管疾病和抗癌等活性，在中国蜂胶中含量丰富。Premalatha等!研究了白杨素对STZ诱导的糖尿病大鼠肾病的影响，通过检验大鼠的血液和尿液样本，发现患有糖尿病肾病的大鼠体内血糖、尿素、血清肌酐酸总尿蛋白、尿液尿素、肌酸酐均比正常大鼠的含量高，肾小球的滤过率显著降低，注射白杨素后，各指标恢复正常，表明白杨素对STZ诱导的糖尿肾病大鼠具有保护作用。

2.1.2山奈酚和檞皮素

山奈酚和皮素同属于蜂胶中的黄酮醇类化合物，由于具有较多酚羟基，因此抗氧化活性很高，对人体的保健作用尤为重要。Fang等发现山奈酚和皮素能显著改善2型糖尿病成熟3T3-L1脂肪细胞对葡萄糖的吸收；进一步研究表明山奈酚和皮素在过氧化物酶受体y(PPARy)的报告基因序列试验中具有辅助激动剂活性，然而这两者只有同时添加激动剂(罗格列酮)，才能抑制3T3-L1脂肪细胞的分化，且在PPARy受体过度表达的糖脂化处理的巨噬细胞中能显著降低NO的产生，效果比罗格列酮更好，这表明山奈酚和皮素从多个方面调节血糖，其中就包括作为PPARy受体辅助激动剂。

2.1.3柚皮素

柚皮素(4'，5，7-三羟基黄酮)是蜂胶中的一种二氢黄酮类化合物，具有抗菌、消炎、抗癌、解痉和利胆等作用，也有文献指出柚皮素可能是造成酬促反应的抑制剂。Annadurai等用柚皮素处理链脲佐菌素-烟酰胺诱导的糖尿病大鼠21d后，发现糖尿病大鼠的空腹血糖、糖化血红蛋白、丙二醛含量显著降低，血清胰岛素明显升高，胰腺的酶促及非酶促抗氧化活性均显著增强，且血清中ALT、AST、ALT及LDH的活性降低，进一步的组织病理学研究表明，柚皮素对糖尿病大鼠的肤腺组织具有一定保护作用。

2.2酚酸类化合物

自然界中酚酸类化合物主要有以下两类：一是C6-C1型，基本骨架是苯甲酸，如没食子酸；二是C6-C3型，基本骨架是苯丙酸，如肉桂酸、咖啡酸、对香豆酸等。此外，还有从巴西绿蜂胶中分离出特有的绿原酸类化合物。蜂胶中的酚酸类化合物有100多种.

2.2.1肉桂酸类化合物

咖啡酸(3，4-二羟基肉桂酸)具有抗菌、抗病毒、提高神经中枢兴奋性等药理学活性；肉桂酸作为一种食品添加剂已广泛应用于医药、美容、农药及有机合成等方面。Huang等对咖啡酸和肉桂酸调节2型糖尿病小鼠的肝糖生成及糖异生机制进行研究，结果显示咖啡酸和肉桂酸能增加糖原合成酶的表达，减少2型糖尿病小鼠肝细胞中糖原合酶激酶的产生及Ser641的磷酸化，抑制FL83B肝细胞核中肿瘤细胞的表达，并认为咖啡酸和肉桂酸改善葡萄糖代谢主要是通过促进糖原的生成及抑制肿瘤坏死因子处理后的肝细胞的糖异生。

Yoon等研究发现一定剂量下的p-香豆酸(对羟基肉桂酸)能促进已分化的L6骨骼肌细胞中蛋白激酶的磷酸化，增加乙酰辅酶A羧化酶(ACC)的磷酸化、肉毒碱棕榈酰转移酶-1(CPT-1)mRNA及过氧化物酶体增殖物激活受体α的表达，抑制十八烯酸甘油三酯的积累，增强已经分化的L6骨骼肌细胞中2-脱氧葡萄糖的吸收。结果表明，p-香豆酸能通过活化L6骨骼肌细胞的蛋白激酶调节葡葡糖和脂类代谢，对于改善或治疗糖脂代谢素乱具有潜在效果。

2.2.2绿原酸

绿原酸类化合物主要存在于忍冬科忍冬属、菊科属等植物中，面蜂胶中发现的绿原酸类化合物均从巴西蜂胶中分离得到。Ong等通过观察绿原酸对Lepr小鼠的葡菊糖耐量、胰岛素敏感性、肝糖原异生、脂质代谢、骨酪肌葡萄糖摄人量的影响，发现绿原酸能通过活化的蛋白激酶提高糖脂代谢能力。Karthikesan等将四氢姜黄素与绿原酸结合，研究其对STZ-烟酰胺(NA)诱导的2型糖尿病大鼠氧化应激的保护作用，糖尿病大鼠口服四氢姜黄索80mg/kg、绿原酸5mg/kg45d后，空腹血糖、糖化血红蛋白、硫代巴比妥酸反应物等指标都得到改善，且二者结合使用的效果比单一使用效果更强。

2.2.3咖啡酸苯乙酯(Calfeicacidphenethylester，CAPE)

咖啡酸苯乙酯是咖啡酸的一种脂类衍生物，是杨树型蜂胶的一种代表性成分。Hassan等连续给动脉闲样硬化小鼠注射咖啡酸苯乙酯30mg/kg/day6周，测量小鼠血糖水平、血清胰岛素水平、肿瘤坏死因子、糖基化终产物、主动脉血红蛋白的表达量和胶原沉积水平；从KCI、苯肾上腺素两个模型中发现咖啡酸苯乙酯减轻了血压的收缩和舒张，增强了血管的收缩性，抑制了肿瘤坏死因子，减少了主动脉血红蛋白的表达量和胶原沉积。

2.2.4阿替匹林C

阿替匹林C(ArtepillnC，3，5-二异戊烯基-4-羟基肉桂酸)是巴西绿蜂胶中的主要酚酸类物质之一，也是其特有的标志性成分。Choi等发现阿替匹林C能诱导3T3-L1脂肪细胞的分化、过氧化物酶体增殖物激活受体和其靶基因(如P2)的表达以及脂联素和葡萄糖转运蛋白增加，在成熟的3T3-L1脂肪细胞中，阿替匹林C显著增强了对基质和胰岛素刺激下的血糖吸收，且在PI3K抑制剂的联合使用下，效果更强，有效地降低了2型糖尿病风险。

3、蜂胶调节血糖作用的可能机制

糖尿病是以高血糖为特征的代谢性疾病，高血糖则是由胰岛素分泌缺陷或其他生物作用受损，或者两者兼有引起的。胰岛素作用于细胞，可引起各种各样的生理效应，包括糖类和脂类代谢、蛋白合成以及细胞生长。此外，高血脂也是引起糖尿病的一个重要病因，肝脏脂肪积累是造成胰岛素抵抗的一个关键因素。肥胖和糖尿病都会引起游离脂肪酸含量上升，降低胰岛素对肝糖原生成的抑制作用。UmntOzan等研究发现肥胖会引起内质网应激，该应激会使JNK超活化以及IRS-1丝氨酸磷酸化面失活，导致胰岛素信号抑制，表明高血糖和高血脂具有紧密的联系。

近年来，研究发现中草药提取物以及植物分离化合物对胰腺具有多重功效，如β细胞增殖、胰岛素合成及分泌，说明药用植物对于治疗糖尿病相关的胰岛素抵抗和缺乏具有潜在作用，面蜂胶正是研究热点之一。蜂胶的多酚类物质含量丰富，每类物质所具有的特定结构决定了它们的生物学活性与作用途径。例如，黄酮类物质的基本结构由两个苯环结构中间连接一个3碳单元形成的含氧杂环构，它发挥调节血糖作用主要是通过调节系列靶点分子以及信号通路。目前，蜂胶中已有报道具有显著降血糖作用的白杨素、柚皮素、山奈酚、木犀草索、绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、没食子酸等则是通过不同通路调节。

目前，从胰岛素调节通路和非胰岛素调节通路的角度研究天然产物对血糖和血脂作用途径已取得了一定进展。故此，本文主要从胰岛素调节和非胰岛素调节通路来阐明蜂胶调节血糖作用的可能分子机制。

3.1通过IRS-PI3K通路调节血糖的作用

肝脏是能量代谢的主要器官，也是胰岛素作用的主要靶器官。胰岛素与胰岛素受体结合，活化的胰岛素受体进一步激活胰岛素受体底物(IRS)，从而启动胰岛素信号转导通路，如图1所示。而IRS-2功能受损会严重影响外围胰岛素信号传导和胰岛β细胞功能，例如，IRS-2缺失小鼠因肝脏和骨骼肌的胰岛素耐受性和β细胞缺乏补偿胰岛素耐受性的能力而使葡萄糖内稳态严重失衡。另一重要的胰岛索底物受体(IRS-1)，在其自身酪氨酸磷酸化后，结合并激活含有SH2结构域的PI3K等蛋白，从而激活胰岛素通路。IRS-1缺失小鼠表现出子宫内生长降低、葡萄糖耐受度受损以及胰岛索/胰岛索样生长因子依赖的葡萄糖吸收下降。

3.1.1靶向IRS而调节血糖的作用

在正常细胞中，IRS-1是主要的结合并激活PI3K的蛋白，而IRS-2需要在更高的胰岛素浓度下才能结合并激活PI3K。胰岛素抵抗和β细胞功能紊乱是引发2型糖尿病的一个重要因素，而IRS-2在增强β细胞功能和数量上具有重要作用。IRS-2的PH和PTB结构域可与磷酸化的胰岛素受体结合，从面使IRS-2自身磷酸化，磷酸化的IRS-2激活PI3K，进而调控细胞生长、B细胞蛋白合成等，激活的IRS-2还可改善葡萄糖敏感性和β细胞增殖，从而发挥调节血糖的作用。Borradaile等研究发现蜂胶中的黄酮柚皮素能通过增强IRS-2的活力而激活PI3K，表现出体外的胰岛素类似效果。

3.1.2靶向Pl3K及其负性调节子(PTEN)而调节血糖的作用

磷脂酰肌醇3激酶蛋白家族由三个成员组成，分别是Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中I型研究的最多。I型由酪氨酸激酶受体(IA)和G蛋白偶联受体(ⅠB)组成，IA由p85m/p85p/p55亚基组成，而IB由pl01/p84/p87PIKAP亚基组成11。Akt蛋白(丝氨酸/苏氨酸激辞)又叫蛋白激酶B(PKB)，是PI3K的一个主要的下游效应子。在PIP，的作用下，PDK1磷酸化Akt蛋白催化环的Thr-308位点，从而激活Akt蛋白，进一步磷酸化Ser-473位点，从而使Akt完全激活*1。在肌肉和脂肪细胞中，Akt促进葡萄糖转运子CLUT4的膜转移，增强细胞对葡萄糖的吸收。同时，Akt可磷酸化糖原合酶激酶3(GSK3)而使其失活，进而促进糖原合成。Corde-ro.Herrera等!发现蜂胶中的一种酚酸化合物-—表儿茶素提升了GSK3亚基的磷酸化水平，而降低了p-GS的水平，从而促进糖原合成，激活了IRS-1/IRS-2，PI3K/AKT信号通路，调节葡萄糖代谢，同时也提升葡萄糖转运子2(GLUT2)的含量。GLUTs在调节血糖水平上发挥重要作用，胰岛素通过诱导GLUT4转运到质膜而刺激组织(肌肉组织和脂肪组织)的葡萄糖转运。然而，并不是所有的活性成分都是依赖于一致的信号通路来调节血糖和血脂。Prasad等研究表明，没食子酸通过激活PI3K蛋白方式促进CLUT4的膜转移，进而促进葡萄糖的吸收，但这并不依赖于AKT的激活。

PI3K催化3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇(PIP3)的产生，PTEN是重要的脂类磷酸酶，可使PIP3脱磷酸而失活。在3T3L1细胞中过表达PTEN会抑制葡萄糖的吸收以及GLUT4的膜转移371，Butler等通过系统饲喂db/db和ob/ob小鼠反义核苷酸，显著降低了小鼠PTEN的表达，也使小鼠血糖浓度趋于正常水平。

3.1.3靶向IPF1/PDX1及其负性调节子(FOXO1)而调节血糖的作用同源城因子IPF1/PDX1最初是在早期鼠胰腺间叶原基细胞中表达。IPF1/PDX1被认为调节多种肤岛内分泌基因的表达，如胰岛素、生长激素抑制素、葡糖激酶、胰岛淀粉样多肽和葡萄糖转运子2(GLUT2)(91，亦有研究指出，体内缺失IPF1/PDX1的小鼠不能正常形成胰岛*0)。UlfAhlgren等研究表明，IPFI/PDX1通过正向调节胰岛素和胰岛淀粉样多肽的表达，以及抑制胰高血糖素表达的方式维持β细胞特征，他们还发现IPF1/PDX1可呈剂量依赖性地调节GLUT2的表达，结果表明降低IPF1/PDX1的活性可导致2型糖尿病的发生。Zhang等4研究表明，山奈酚可通过增强PDX1/cAMP/PKA/CREB信号级联通路，改善胰腺β细胞的存活及其功能，促进胰岛素的分泌与合成。叉头状转录因子1(FOXO1)是胰岛索通路重要的负性调节因子。在胰岛素应答组织中，FOXO1是FOXO家族含量最丰富的亚基，它调节葡萄糖-6-磷酸酶，抑制PDX1的表达，并逆转胰岛素抑制肝葡萄糖生成和促进β细胞增殖的作用。

3.2通过AMPK通路调节血糖的作用

5'-AMP激活蛋白激酶(AMPK)信号通路在调节能量代谢方面发挥着重要作用，AMPK是异源三聚体蛋白，由一个催化亚基α以及两个调节亚基β和y构成。AMPK的激活依赖于催化亚基α上苏氨酸172的磷酸化，活化后的AMPK降低能量储存并激发能量的产生。近年来，AMPK已成为治疗胰岛索抵抗和糖尿病的颇具吸引力的药物靶点。大量研究表明，富含多酚类的天然提取物都能通过激活AMPK信号通路有效促进葡萄糖的吸收，缓解1型和2型糖尿病。柚皮素通过激活AMPK信号通路而增强了葡萄糖耐量和胰岛素敏感性，促进了平滑肌细胞的葡萄糖吸收。同时，AMPK的激活也能有效调节脂肪代谢。山楂叶总黄酮和肋柱花总黄酮[“等都能有效地激活AMPK信号通路，从而缓解肥胖症以及高血脂症状。而蜂胶富含大量的黄酮类化合物，因此可以猜测蜂胶也能通过AMPK通路调节血糖的作用。

3.3通过PPARs转录因子调节血糖的作用

过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)是属于配体激活型核受体超家族的转录因子，目前，主要分为PPAR-Q、PPAR-B/8和PPAR-y三个类型，其中PPAR-x和PPAR-是关键的脂质和葡萄糖代谢的调节因子，调控多种调节脂质和葡萄糖代谢的基因[*]。Shin等运用体外实验和动物实验研究绿原酸、咖啡酸、芦丁、木犀草素、酚酸类物质的抗糖尿病作用，发现其可通过促进PPARy的活性与表达抑制高脂肪诱导的体重增加、脂肪积累以及葡萄糖水平。此外，有研究发现巴西红蜂胶乙醇提取物具有增强PPARy的转录活性，诱导脂肪前体细胞分化为脂肪细胞。PPARy的激活亦可恢复胰岛肌内质网CaATP酶2(SERCA2)的含量并阻止β细胞功能紊乱。

3.4通过抗氧化调节血糖的作用

有研究指出，表儿茶素通过调节细胞的氧化还原状态而调控编码葡萄糖异生作用的酶以及蛋白酪氨酸磷酸化的基因的表达，结果表明氧化还原状态对治疗糖尿病有一定的作用。前期也有研究指出茶叶黄酮可抑制巨噬细胞介导的低密度脂蛋白的氧化，从而调节LDL的代谢。四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠在口服绒毛柯子、油榄仁、余甘子及它们混合物的乙醇提取物后血糖含量降低，提取物的主要有效成分为没食子酸，且在体外实验中，没食子酸有效地抑制了脂质过氧化、清除羟基和超氧自由。目前已有大量研究表明蜂胶具有强的抗氧化活性，可调节机体的氧化还原状态。Lee等研究表明，二聚酸能通过Nrl2通路发挥抗氧化活性，进而缓解丙酮醛诱导的胰岛细胞损伤、提升胰岛素水平而改善糖尿病。故此，抗氧化活性是蜂胶调节血糖和血脂的关键因素之一。

4、小结与展望

蜂胶的化学成分极其复杂，含有丰富的生物活性物质，而这也是蜂胶具有多种生物学活性的基础。蜂胶对机体的保护作用机理极其复杂，绝不是单纯的某种物质或信号通路的促进或抑制作用，且不同的活性成分作用机理不尽相同。研究结果表明，不同来源的蜂胶及其活性成分都表现出良好的降血糖活性，且对多种糖尿病并发症也有不错的治疗效果，这与蜂胶中丰富的生物学活性成分密不可分，特别是黄酮类物质与酚酸类物质。目前，蜂胶已广泛应用于食品、保健品、化妆品行业，具有巨大的应用价值。然而，目前关于蜂胶中调节血糖功能因子的分离提取技术工艺较少，功能因子和作用机理也未完全明确，但随着国内外对蜂胶研究的不断深人，对蜂胶的生物学活性及其作用机理方面的研究也将会不断深人。因此，将蜂胶化学、药理活性及其机理、临床应用等全面而系统地结合研究对蜂胶产品的质量标准化，提高蜂胶产品的科技含量和市场竞争力，促进蜂胶产品的深度开发具有深远的意义。

参考文献（略）